Государственный стандарт союза сср система стандартов безопасности труда пожаровзрывоопасность веществ и материалов

МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ НОРМАЛЬНОЙ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ В ГАЗО- È ПАРОВОЗДУШНЫХ СМЕСЯХ

Ìåòîд оптимизации, применяемый для определения нормальной скорости в широком диапазоне давлений и температур.
1.1. Аппаратура
Схема установки для определения нормальной скорости распространения пламени приведена на черт. 23.

Черт. 23.
1 - реакционный сосуд; 2 - электроды зажигания; 3 - термостат; 4 - линия подачи горючего; 5 - линия подачи окислителя; 6 - линия подачи флегматизатора; 7 - измеритель давления; 8 - клапаны; 9 - ртутный манометр; 10 - вакуумный насос; 11 - газовый смеситель; 12 - усилители тиристорные; 13 - регуляторы температуры; 14 - электронагреватели; 15 - термоэлектрические преобразователи; 16 - датчик давления; 17 - регистратор динамического давления; 18 - пульт управления; 19 - зажигающее устройство; 20 - усилитель; 21 - смотровые окна; 22 - скоростная кинокамера; 23 - измеритель температуры.
1.1.1. Реакционный сферический сосуд вместимостью 10 дм³, имеющий смотровое îêíî для регистрации процесса распространения пламени. Реакционный сосуд снабжен датчиком давления и соединен через клапаны с манометром, вакуумным насосом. системой подачи è сброса газов и паров. В центре сферической полости сосуда сформирован разрядный промежуток. Для повышения точности регистрации давления на начальной стадии развития процесса рекомендуется использовать второй датчик давления.
Примечание - Допускается применять сферические реакционные сосуды вместимостью от 3 до 25 дм³.
1.1.2. Смеситель газовый для приготовления гомогенной газопаровой смеси при повышенном давлении позволяет проводить подряд несколько экспериментов в реакционном сосуде со смесью заданной концентрации.
1.1.3. Датчик давления должен обеспечивать регистрацию быстроизменяющегося давления в частотном диапазоне от 0 до 1500 Гц и иметь верхний предел измерения не менее чем в 10 раз больше начального давления в сосуде.
Примечание - При необходимости систему измерения давления тарируют ëèáî подачей воздуха в реакционный сосуд, либо на специально предназначенном для этого прессе.
1.1.4. В качестве источника зажигания используют электрическую искру с энергией не более 0,1 Дж и длительностью не более 3 мс. Расстояние между конусообразными концами электродов не более 2,5 мм. Диаметр электродов не более 3 мм.
1.1.5. Термошкаф, обеспечивающий нагрев реакционного сосуда, испарителя и связывающих их пневмолиний до необходимой температуры с равномерностью не менее 5 %.
1.1.6. Регистратор динамического давления должен обеспечивать непрерывную èëè äèñêðåòíóþ çàïèñü èçìенения во времени давления внутри сосуда в процессе горения. За начало отсчета времени принимают момент срабатывания источника зажигания.
1.1.7. Манометры для измерения статического давления в сосуде, пневмолиниях, испарителе и газовом смесителе с погрешностью измерения не более 0,133 кПа при давлении до 100 кПа и не более 0,25 % - при давлении более 100 кПа.
1.1.8. Вакуумный насос, обеспечивающий остаточное давление в реакционном сосуде не более 0,266 кПа.
1.1.9. Êëàïàíû è ïíåâìîëèíèè, выдерживающие давление взрыва и обеспечивающие возможность вакуумирования сосуда.
1.1.10. Ïóëüò управления, обеспечивающий синхронизацию момента зажигания смеси с регистрацией процесса распространения пламени с помощью скоростной кинокамеры.
1.2. Проведение испытаний.
1.2.1. Реакционный сосуд проверяют на герметичность. Герметичность сосуда должна быть такой, чтобы при остаточном давлении не более 1 кПа изменение давления за 10 мин не превысило 0,133 кПа.
1.2.2. Приготавливают в реакционном сосуде горючую смесь. Для чего вакуумируют сосуд до остаточного давления не более 0,266 кПа, затем поочередно подают â íåãî компоненты смеси по парциальным давлениям или газовую смесь из смесителя, ãäå она предварительно подвергается конвективному перемешиванию.
1.2.3. При необходимости сосуд и испаритель нагревают до температуры испытаний, для чего используют термошкаф è устройства автоматического регулирования температуры. Допускается нагревать исходную смесь до температуры, не превышающей 55 % от температуры самовоспламенения.
В реакционном сосуде создают требуемое для испытаний давление горючей смеси.
4.2.4. Закрывают все клапаны установки и с пульта управления инициируют зажигание смеси в сосуде. Момент срабатывания зажигающего устройства и изменение давления в сосуде записываются регистратором динамического давления. При необходимости используют скоростную кинокамеру для регистрации процесса распространения пламени.
1.2.5. Испытание при заданных значениях начального давления, температуры è концентрации смеси повторяют не менее трех раз.
Каждую экспериментальную зависимость изменения давления во времени обрабатывают в соответствии с 1.3.
1.2.6. После каждого испытания реакционный сосуд вакуумируют и продувают воздухом не менее трех раз. При наличии конденсата сосуд промывают.
1.2.7. С целью определения максимального значения нормальной скорости распространения пламени для исследуемого вещества при заданных значениях начального давления и температуры проводят испытания со смесями различного состава, близкого к стехиометрическому.
1.2.8. Для определения значении нормальной скорости распространения пламени по смеси заданного состава в широком диапазоне давлений и температур проводят серии испытаний, отличающиеся начальным давлением и/или температурой.
1.3. Оценка результатов.
1.3.1. Расчетную зависимость изменения давления в сосуде во времени получают интегрированием дифференциального уравнения математической модели процессса

, (65)

в котором

, (66)

, (67)

где p = p/pⁱ - относительное давление;